ZDY1200S(MK-4)型钻机使用说明书

Q/TXMS 内蒙古太西煤集团股份有限公司松树滩煤矿企业标准

Q/TXMS J04.27—2015

ZDY1200S（MK-4）型钻机使用说明书

2015 - 05 - 20发布 2016 - 01 - 01实施

内蒙古太西煤集团股份有限公司松树滩煤矿 发布

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目 次

前言 ................................................................................ II 1 范围 .............................................................................. 1 2 规范性引用文件 .................................................................... 1 3 型号含义 .......................................................................... 1 4 主要技术参数 ...................................................................... 1 5 钻机结构简介 ...................................................................... 2 6 液压系统工作原理 .................................................................. 6 7 钻机的稳装及管路连接 .............................................................. 7 8 安全警示 ......................................................................... 10 9 操作方法 ......................................................................... 10 10 维护保养 ........................................................................ 13

I

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前 言

本标准依据GB/T 1.1—2009《标准化工作导则 第一部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由松树滩煤矿提出并归口。

本标准起草单位：内蒙古太西煤集团股份有限公司松树滩煤矿。 本标准主要起草人：王宝德、胡朝明、宋新军。

II

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ZDY1200S（MK-4）型钻机使用说明书

1 范围

本标准规定了ZDY1200S型钻机的技术参数、工作原理、维护与保养等内容。 本标准适用于ZDY1200S型钻机的工艺技术检查。 2 规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

煤炭科学研究总院西安分院技术说明 3 型号含义

Z D Y 1200 S

4 主要技术参数

a) 回转装置：

额定转矩 N.m 1200～320 额定转速 r/min 80～280 油马达型号 6V80MA

油马达排量 ml/r 3～80

钻杆直径 mm 42/50 主轴通孔直径 mm 75 b) 给进装置：

主轴倾角 0～±90° 最大给进力 kN 36

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双泵系统 最大额定转矩 N.m 液压传动 动力头式 钻机

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给进速度 m/s 0～0.45 最大起拔力 kN 52 起拔速度 m/s 0～0.31 给进/起拔行程 mm 650 c) 泵站：

液压系统额定压力 MPa 主油泵 21

副油泵 12

主油泵型号 A7V58MA（限量40ml/r）

主油泵排量 ml/r 0～40

电动机型号 YBK2-180L-4

电动机功率 kW 22

油箱有效容积 L 85 d) 整机：

适用钻孔深度 m 300（φ42钻杆） 200（φ50钻杆）

开孔直径 mm 110 终孔直径 mm 75

主机外形尺寸（长×宽×高）mm 1850×710×1460 钻机质量 kg 1360

5 钻机结构简介

该钻机采用分组式布置，整机共分主机、泵站、操纵台三大部分，各部分之间用胶管连接。解体性好，在井下便于搬迁、运输，摆布灵活。在运输条件较差的地区，主机还可以进一步解体。 5.1 主机

主机由回转器、夹持器、给进装置及机架组成。各部分之间装拆方便。

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1.夹持器 2.给进装置 3. 回转器 4.机架

图1 主机

a) 回转器

回转器由斜轴式变量柱塞马达、齿轮减速器和胶筒式液压卡盘组成。马达经两级齿轮减速，带动主轴及液压卡盘实现钻具的回转。调节马达排量可以调节转速。回转器主轴为通孔式结构，通孔直径75mm，更换不同直径的卡瓦组可使用Φ50、Φ42mm的常规钻杆，钻杆的长度不受钻机本身结构尺寸的限制，回转器安装在给进机身的拖板上，借助给进油缸沿机身导轨往复运动，实现钻具的给进或起拔，机身刚度好，起下钻运行平稳。回转器具有侧向开合装置。液压卡盘采用液压夹紧、弹簧松开常开式结构，具有自动对中，安全可靠、卡紧力大等特点，它不但能保证正常钻进，还可用来升降钻具、强力起拔等（卡盘配用不同规格的钻杆、更换卡瓦时，用专用工具将卡瓦组的弹簧压缩放入胶筒内）

b) 夹持器

夹持器采用碟形弹簧夹紧，油压松开的常闭式结构。可以防止起下钻具时因突然停电引起的跑钻事故。夹持器固定在给进装置机身的前端，用于夹持孔内钻具并可配合回转器实现机械拧卸钻杆。夹持器卡瓦靠左右两根销轴与卡瓦座轴向固定，圆周方向的固定靠卡瓦座上的平键。只要将左右两根销轴抽出，卡瓦就可以取出，夹持器通孔即可通过Φ108mm的岩心管。

c) 给进装置

采用油缸直接推、拉带动拖板及回转器沿给进机身导轨前后移动。 回转器与拖板之间采用类似于立轴钻机开箱式结构和联接方式。一边用销轴把拖板与回转器穿在一起，另一边用铰式螺栓把回转器压在拖板上，起下粗径钻具时，将螺栓松开，即可把回转器搬向销轴一侧，让开孔口。给进机身通过锁紧卡瓦固定在机架的前后立柱及支撑杆的横梁上。

d) 机架 钻机的机架用于安装固定给进装置。

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机架由一个爬履式底座、立柱、支撑油缸及支撑杆等部件组成，给进装置在机架上可以调整安装，并可利用支撑油缸调整倾角，以满足各种倾角钻孔的需要，支撑杆采用二节式结构，钻进较小倾角钻孔时，取下上面一节加长杆，钻进较大倾角钻孔时，再接上加长杆。利用爬履式底座以常规方法可将钻机安装在基台木上。 5.2 操纵台

操纵台是钻机的控制装置。由各种控制阀、压力表及管件等组成。钻机的回转、给进、起拔与卡盘、夹持器的联动功能是靠操纵台上的阀类元件组合来实现的。

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在操纵台上有马达回转、支撑油缸、给进起拔、起下钻转换及截止阀五个操作手把。增压、调压、背压三个调节手轮及指示系统压力、给进压力、起拔压力、回油压力的四块压力表。油管排列整齐，并有指示牌标明连接方法。各种油路控制阀安装在操纵台框架内。高压胶管采用扣压式接头，拆卸油管时用自带的堵头将油管两端接头出口封堵，以免管中油液漏失及脏物进入管中。

图2 操纵台

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5.3 泵站

图3 泵站

泵站是钻机的动力源。它由防爆电动机、主油泵、副油泵、油箱、冷却器、滤油器、底座等部件组成。电动机通过弹性联轴器带动油泵工作，从油箱吸油并排出高压油，经操纵台驱动钻机的各执行机构工作。调节油泵端头的手轮即可改变油泵的排量，实现主机回转和给进速度的无级调整。

油箱是容纳液压油的容器，它置于油泵的上方。为了保证液压系统的正常工作，在油箱上设有多种保护装置。如吸油滤油器、回油滤油器、冷却器、空气滤清器、油温计、油位指示计、磁铁等，为避免在井下加油时脏物进入油箱，可通过空气滤清器加油。

综上所述钻机有以下特点：

a) 钻机由三大件组成、即主机、泵站、操纵台，可以根据场地情况灵活摆布；解体性好，搬迁运

输方便；

b) 机械化拧卸钻具，可减轻工人劳动强度，提高工作效率。夹持器卡瓦可方便地取出，扩大其通

孔直径，便于起下粗径钻具；

c) 单油缸直接给进与起拔钻具，结构简单，安全可靠，给进、起拔能力大，提高了钻机处理事故

的能力；

d) 采用双泵系统，回转参数与给进工艺参数可以独立调节。变量油泵和变量马达相结合进行无级

调整，转速和扭矩都可大范围调整，提高了钻机对不同钻进工艺的适应能力； e) 回转器通孔直径大，更换不同直径的卡瓦可适用不同直径的钻杆，钻杆的长度不受钻机本身结

构尺寸的限制；

f) 用支撑油缸调整机身角度方便省力，安全可靠；

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g) 通过操纵台进行集中操作，人员可远离孔口一定距离，有利于人身安全；

h) 液压系统保护装置完备，提高了钻机工作的可靠性，主要液压元件采用国产先进定型产品，性

能稳定可靠，通用性强。 6 液压系统工作原理

钻机采用回转和给进分别供油的双泵开式循环液压系统，液压系统图见图4。其工作原理如下： 电动机(1)启动后，主油泵(2)经滤油器(3)截止阀(4)吸油，副油泵(9)经滤油器(26)吸油，输出的高压油进入操纵台的三位六通手动多路换向阀(8)，多路换向阀(8)由三联组成，左边一联称回转阀，控制油马达(11)的正转、反转和停止；中间一联称起落阀，控制支撑油缸(23)的伸出、回和停止；右边一联称给进起拔阀，控制给进油缸(15)的前进、后退和停止；同时和起下钻转换阀(21)联合控制液压卡盘(12)和夹持器(14)的夹紧、松开及同时夹紧。三联阀都处于中位时，主、副油泵均卸荷，油马达(11) 和油缸(15)处于浮动状态。操作回转阀，主油泵高压油全部进入回转油路。副油泵的高压油单独控制给进。停止回转，操作起落阀或给进起拔阀时，主、副油泵油液合流。

1.电动机 2.主油泵 3.吸油滤油器 4.截止阀 5.回油滤油器 6.冷却器 7.系统压力表 8.多路换向阀 9.副油泵 10.油路板 11.变量马达 12.液压卡盘 13.精滤油器 14.夹持器 15.给进油缸 16.溢流调压阀 17.给进压力表 18.节流阀组件 19.起拔压力表 20.截止阀 21.起下钻转换阀 22.单向节流阀 23.支撑油缸 24.双向液压锁 25.回油压力表 26.吸油滤油器 27.卡盘回油阀 28.补油阀 29.副油泵安全阀 30.主油泵安全阀

图4 液压系统图

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为防止系统过载，多路换向阀内设有主油泵溢流安全阀(30)，由压力表(7)来监视，开启压力调定为21MPa。副油泵也设有安全阀(29)，其开启压力调定为12MPa。起落阀两端设有过载阀，开启压力调定为16MPa，使用时不得再进行调整，以防损坏机件。

总回油经回油滤油器⑸和冷却器⑹回到油箱，压力表(25)可以反映出回油滤油器的脏污程度。其它的泄漏回油直接回到油箱。

在回转油路中串联一个单向节流阀(22)，可以在马达正转时人为地提高系统工作压力，以克服施工上斜孔时，给进力大而卡盘打滑的现象。通过单向阀组(10)（在油路板内），可在油马达回转时，总向液压卡盘(12)供油，使卡盘夹紧。在液压卡盘的前方设有精滤油器(13)，以保护主轴及配油套。回转速度通过操作马达的变速手轮来实现。

联动转换阀为三位四通阀，通过此阀可以改变液压盘(12)和夹持器(14)与油缸(15)的联动方式，其联动方式为：起下钻时先将联动转换阀手把置于相应位置（即起钻或下钻位置），然后只需操作起下钻手把即可完成起下钻动作。当该阀处于中位时，其联动功能失效。

夹持器油路中串联一个截止阀(20)，用于钻进或称重时关闭夹持器油路，使夹持器保持打开状态，不受其它动作的影响。

给进起拔回路串联一个节流阀(18)，节流阀与一对串联的液控单向阀并联联接。必要时可以利用节流阀产生的背压使系统压力提高，确保夹持器能够完全打开，避免起、下钻进因系统压力过低，夹持器不能完全打开，造成钻杆擦伤。当回转器不带动钻杆移动时，两个液控单向阀由控制油打开，这样就有部分油液从单向阀中流过，减少了压力损失。

给进回路中并联一个溢流调压阀(16)，串联节流阀(18)，调节溢流调压阀，可以控制给进压力，其压力的大小由压力表(17)显示，实现加压钻进，调节节流阀，可控制给进速度，防止当钻头接触孔底时因速度过快产生冲击，损坏钻头；并可产生一定的背压实现减压钻进。

阀(28)为一个单向阀与可调节流阀串联的复合阀（在油路板内）称补油阀，在减压钻进时，为节流阀与油缸(15)间油路补油，确保减压钻进时背压的有效控制。关死节流阀(18)，还可实现回转钻进时，微动上提钻具。

液压卡盘的回油通过油路板内阀(27)控制，直接返回油箱，阀(27)由一个单向阀和节流阀串联而成，当卡盘夹紧时，单向阀关闭，避免压力油泄漏；卡盘需要张开时，控制油自动打开单向阀，卡盘内的油直接回油箱，卡盘即刻张开，调节节流阀可控制卡盘张开速度。 7 钻机的稳装及管路连接

7.1 钻机的稳装：

a) 在钻机运之前，先准备好场地，根据钻孔倾角，所用钻杆、岩心管的长短进行挑顶、起底或扩

帮等工作；

b) 钻机运到工地之后，先稳装主机，再将操纵台、泵站摆放在有利操作安全的地方；

c) 在安装主机之前，根据钻孔倾角大小确定机身与机架的连接方式。当钻进下斜孔或垂直孔时，

先将支撑杆接上，再将机身与立柱横梁、支撑杆横梁，支撑杆与横梁上锁紧卡瓦分别松开，用支撑油缸将机身缓缓顶起到所要求的角度，并将松开的卡瓦锁紧。 最后用地脚螺钉把底座固定在基台木上，见图5。

当钻进大角度上斜孔时，机身要调头安装，支撑油缸杆在机身下面接头座上偏心安装。调整角度方式同前，见图6。

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图5 垂直孔安装示意图

图6 机身调头安装示意图

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7.2 管路连接

钻机共有15根软胶管，其中13根与操纵台连接，其接头位置在操纵台背面及多路换向阀上，见图7。

各油管的名称、规格、连接位置详细介绍如下： 多 路 阀 夹持器主油缸 Oo ⑼Ｏ 支撑油缸Ⅰ ⑷ Ｏ卡盘总泄油 总回油管接头 ⑸Ｏ 高压油管接头 副油泵 给进Ｏ⑻ ⑶ Ｏ卡盘 ⑽Ｏ 支撑油缸Ⅱ 起拔 ⑹Ｏ ⑴ Ｏ马正 ⑺Ｏ 夹持器副油缸⑾Ｏ ⑵ Ｏ马反 图7 管路连接图

d) 泵站与操纵台之间(4根)：

1) 油泵高压油管（16Ⅱ-5000A）──通径Φ16mm，长5m。连接油泵出油口和操纵台上多路

阀左边一联靠前面的接头；

2) 总回油油管（25Ⅱ-5000A）──通径Φ25mm，长5m。连接油箱上回油滤油器入口接头和

操纵台上多路阀左边一联靠后面的接头；

3) 卡盘回油油管（13Ⅱ-5000A）──通径Φ13mm，长5m。连接操纵台背面(4)号接头和油箱

侧面三个接头中的任何一个；

4) 副油泵高压油油管（13Ⅱ-5000A）──通径Φ13mm，长5m。连接副油泵出油口和操纵台

背面(10)号接头。

e) 主机与操纵台之间（9根）：

1) 马达正转油管（16Ⅱ-5000A）──通径Φ16mm，长5m。连接马达左边接头与操纵台背面

(1)号接头；

2) 马达反转油管（16Ⅱ-5000A）──通径Φ16mm，长5m。连接马达右边接头与操纵台背面

(2)号接头；

3) 液压卡盘油管（13Ⅱ-5000A）──通径Φ13mm，长5m。连接操纵台背面(3)号接头和回转

器上部滤油器上的接头；

4) 夹持器主油缸油管（13Ⅱ-5000A）──通径Φ13mm，长5m。连接操纵台背面(9)号接头和

夹持器无碟形弹簧侧的接头；

5) 给进油管（16Ⅱ-5000A）──通径Φ16mm，长5m。连接操纵台背面(8)号接头和给进油缸

位于机身中部的接头；

6) 起拔油管（16Ⅱ-5000A）──通径Φ16mm，长5m。连接操纵台背面(7)号接头和给进油缸

靠近夹持器一端的接头；

7) 支撑油缸油管Ⅰ（13Ⅱ-5000A）──通径Φ13mm，长5m。连接操纵台背面(6)号接头和液

压锁上接头之一；

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8) 支撑油缸油管Ⅱ（13Ⅱ-5000A）──通径Φ13mm，长5m。连接操纵台背面(5)号接头和液

压锁上另一接头；

9) 夹持器副油缸油管（13Ⅱ-5000A）──通径Φ13mm，长5m。连接操纵台背面(11)号接头

和夹持器有碟形弹簧侧的接头。

f) 主机与泵站之间（2根）：

1) 马达泄油管（13Ⅱ-5000A）──通径Φ13mm，长5m。连接马达上泄油口接头和油箱侧面

接头之一；

2) 齿轮箱主轴泄油管（13Ⅱ-5000A）──通径Φ13mm，长5m。连接回转器齿轮箱下部接头

和油箱侧面接头之一。 8 安全警示

安全警示包括：

a) 系统压力不得超调；

b) 压力油管不得在漏油、渗油下工作； c) 渗漏油液应及时掩埋处理；

d) 高压胶管具有阻燃抗静电性能，不得随意更换； e) 接头连接应可靠，防止钻机工作时出现伤人事故。 9 操作方法

9.1 各操作装置的位置和功能：

a) 位于泵站上的操作手把：

1) 油泵变量手把位于油泵上，用以改变油泵排量达到对回转及给进速度的无级调速，调整时

注意观察；

2) 截止阀手把位于油箱底部与油泵吸油口联接处。用以在检、拆油泵时关闭油箱油流外溢。

手把与管路平行，油路开通，手把与管路垂直，油路关闭。

b) 位于操纵台上的操作手把及手轮：

1) 马达回转操作手把位于操纵台前面左起第一手把，用以改变马达的转向，手把向前推，回

转器正转；手把往后拉，回转器反转；手把置于中间位置，回转器停转，马达浮动； 2) 给进起拔操作手把位于操纵台前面左起第三手把，操作此手把可使回转器在机身导轨上前

进、后退和停止。手把向前推，回转器前进；手把往后拉，回转器后退；手把置于中间位置，回转器浮动；

3) 起下钻转换手把位于操纵台右上方，用于改变卡盘、夹持器和给进油缸的联动方式。它有

三个位置，钻进时，位于中位（中位联动功能失效）；下钻时，手把向前推；起钻时，手把往后位；

4) 支撑油缸操作手把位于操纵台前左起第二个手把，用以改变支撑油缸的升降，手把向前推，

支撑油缸杆伸出，机身升起；手把往后拉，支撑油缸杆缩回，机身下落；手把置于中位，支撑油缸停止，机身保持在原工作位置上；

5) 截止阀手把位于操纵台右侧面，用于关闭夹持器油路。手把置于水平位置油路接通，手把

置于垂直位置，油路关闭；

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6) 增压调节手轮位于操纵台左下部。钻进时如因马达回转负荷小，系统压力低，卡盘卡不紧

钻杆时，可反时针旋转手轮，以提高回转系统压力，增压的幅度由系统压力表(7)反映，在满足卡盘卡紧钻杆时，增压量尽可能小；

7) 给进压力调节手轮位于操纵台下部右边，顺时针方向旋转时，给进压力增加；反时针旋转

时，给进压力减小，压力大小由给进压力表(17)指示；

8) 背压调节手轮位于操纵台下部中间。控制油缸的回油压力，达到控制回转器的给进速度，

顺时针旋转时，背压减小，给进速度加快，反时针旋转时背压增大，给进速度减小；调节背压还可以解决起下钻时夹持器卡瓦不能完全张开而拉伤钻杆的现象。背压大小由起拔压力表(19)指示。

c) 位于主机上的操作手轮

马达变速手轮位于马达上，用以改变马达排量调整回转速度。手轮顺时针旋转排量增大，回转速度减小，手轮反时针旋转，马达排量减小，回转速度增大。 9.2 开钻前的准备：

a) 油箱内加满清洁油液（钻机正常工作后油面应在油位指示计的中间偏上部位约2/3处），一般

用N46抗磨液压油，如果环境温度较高可用N68抗磨液压油； b) 检查钻机各部分紧固件是否紧固，主机稳装是否牢固； c) 在需要润滑的部位加注润滑油和润滑脂； d) 查各油管是否连接无误；

e) 排量调到额定值的三分之一，（在油泵端头有名牌指示）；

f) 台上各操作手把放在中间位置，增压、背压调节手轮顺时针调到极限位置，给进压力调节手轮

调到中间位置，马达变速手把调到所需的位置上（低速）； g) 油箱上的截止阀，此阀未打开前不准起动电机。 9.3 启动：

a) 接通电源；

b) 试转电机，注意转向是否与油泵要求一致；

c) 起动电机，观察油泵运转正常（应无异常声响，操纵台上的回油压力表应有所指示）检查各部

件有无渗漏油；

d) 使油泵空转3-5分钟后再进行操作，如油温过低，空转时间应加长，待油温达20℃左右时，

才可调大排量进行工作。

9.4 试运转：

a) 油马达正转、反转双向试验，运转应正常平稳，系统压力表读数不应大于3.5MPa；

b) 反复试验回转器的前进、后退，以排除油缸中的空气，直到运转平稳为止，此时系统压力不应

超过2.5MPa；

c) 试验卡盘、夹持器，开合应灵活，动作要准确；

d) 检查各工作机构的动作方向与指示牌的标记方向是否一致，如不一致应及时调换有关油管。例：

回转器马达的正反转，回转器的前进和后退等；

e) 在以上各项试运转过程中，各部分有无漏油现象，如发现应及时排除。 9.5 开钻：

a) 无岩芯开孔：

1) 从回转器后端插入一根钻杆，穿过卡盘，顶在夹持器端面上（因此时夹持器闭合，不能穿

入）；

2) 将起下钻转换手把推到下钻位置，向前推给进起拔手把，使钻杆插入夹持器，在夹持器前

方人工拧上无岩心钻头，准备钻进。

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